Pensamento Computacional - Fundamentos de HardwareComponentes básicos de HardwareUnidades de Armazenamento de dados

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T3 - M1/M2/M3
🗓 31/03/23
Introdução
O computador é uma máquina composta por diversas peças físicas, que juntas nos permitem executar diversas atividades, como 
estudar, jogar e assistir vídeos. Essas peças físicas são chamadas de hardware, e elas são responsáveis por permitir que os 
Introdução
🎬 Fundamentos de Hardware
M1 - O que é Hardware?
O Conceito de Hardware
🎬 A origem da máquina
O que difere hardware de software?
🎬 O que difere hardware de software?
Lei de Moore
🎬 Lei de Moore
⚙ Desempenho
🪙 Econômico
M2 - Componentes básicos de hardware
Componentes fundamentais do computador
CPU - Cérebro
Memória RAM - Temporária
Memória persistente - Permanente
Processador e placa-mãe
CPU
Placa-mãe
Memória Temporária
Random Acess Memory (RAM) - Principal
Memória persistente
Avanço das tecnologias de armazenamento persistente
Sistemas de Arquivos
🎬 Sistemas de Arquivos
🎬 Partes que compõem o hardware
Microcontroladores
🎬 Microcontroladores X Microprocessadores
M3 - Unidades de Armazenamento de dados
Unidades de armazenamento
🎬 Bits e Bytes
Byte
Bits e bytes
Por que os computadores funcionam dessa forma?
🎬 Porque os computadores funcionam dessa forma?
🎬 Como os computadores armazenam e representam dados numéricos
Considerações Finais
Podcast
Referências
Explore +
• Cluster da Unicamp faz 4,5 trilhões de operações por segundo, da revista Exame
• Explorando novas tecnologias para o estímulo do pensamento computacional em alunos do ensino médio.
• Uma experiência do uso do hardware livre Arduino no ensino de programação de computadores.
• Redimensionamento da computação em processo de ensino na educação básica: o pensamento computacional, o universo e a 
cultura digital.
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programas de computador, também conhecidos como softwares, funcionem.
Essa definição de hardware pode ser aplicada em outros dispositivos, como smartphones e smartwatches, que também possuem 
peças físicas que permitem que seus aplicativos funcionem.
Para entender como um computador funciona, precisamos saber quais são as suas peças e qual é o papel delas no 
funcionamento da máquina. Então, vamos explorar cada uma dessas peças.
🎬 Fundamentos de Hardware
Vamos falar sobre hardware de computadores! O hardware é basicamente o equipamento físico, como um piano na música. Assim 
como os músicos usam partituras para tocar piano e criar músicas bonitas, os computadores usam instruções escritas por 
pessoas para executar tarefas de forma automática. Nosso objetivo é entender como os computadores executam essas 
instruções.
Primeiro, vamos falar sobre a velocidade dos computadores. Eles têm se tornado cada vez mais rápidos ao longo dos anos. Na 
verdade, a velocidade de processamento dos computadores de hoje seria impensável há apenas alguns anos atrás. Isso acontece 
porque os computadores crescem exponencialmente em velocidade, ou seja, ficam cada vez mais rápidos de forma acelerada.
Em seguida, vamos identificar os componentes básicos do hardware de um computador. Isso é importante para entender como as 
instruções são executadas pelos computadores. Também vamos falar sobre unidades de armazenamento de dados, que são 
importantes para entender quanto espaço as informações ocupam e como a capacidade de armazenamento dos computadores 
tem aumentado ao longo dos anos.
É importante destacar que as instruções são escritas por pessoas, e essas pessoas não são mais inteligentes do que você ou eu. 
Elas apenas dedicaram tempo para estudar como escrever instruções para os computadores automatizarem tarefas que podem 
ser entediantes para nós. Portanto, estudar sobre hardware de computadores é tranquilo e pode ser muito útil para sua 
empregabilidade no futuro.
M1 - O que é Hardware?
O Conceito de Hardware
Hardware é o que você pode chutar, já software é o que você só pode xingar.
Se você não sabe muito sobre computadores e como eles funcionam, não se preocupe! Estamos aqui para ajudá-lo a entender 
melhor. A verdade é que a tecnologia está sempre mudando, e os produtos que compramos hoje podem estar desatualizados em 
pouco tempo.
Isso é especialmente verdadeiro quando se trata de computadores e celulares. Eles estão sempre sendo atualizados e 
aprimorados, e a aparência deles muda rapidamente.
Mas como tudo isso funciona? Como é que os computadores e celulares realmente funcionam por dentro? É isso que vamos 
descobrir agora, explorando os componentes físicos dessas máquinas. Então vamos lá!
🎬 A origem da máquina
Neste vídeo, vamos falar sobre hardware. Vamos lá! Tenho certeza de que você tem contato com hardware todos os dias, afinal, 
você está assistindo a este vídeo. Por exemplo, você está usando o termo "hardware", que em inglês significa "ferragens" ou 
"equipamento". Nos Estados Unidos, as lojas de ferragens são chamadas de "hardware store". Essa palavra já faz parte do 
dicionário da língua portuguesa e é usada para se referir à parte física de um equipamento, ou seja, aquela que podemos tocar.
O hardware pode ser dividido em duas categorias: externo e interno. O hardware externo é composto por todos os componentes 
visíveis que são acessados diretamente pelo usuário. Alguns exemplos são: monitor, teclado, mouse, controle de videogame, fone 
de ouvido, microfone, câmera de vídeo, impressora, projetor, scanner, alto-falantes, unidades de armazenamento externas como 
HD externo e pen drives, entre outros. Já o hardware interno é composto por equipamentos que não são visíveis ao usuário, mas 
que integram as partes internas do dispositivo. Alguns exemplos são: processador, placa-mãe, memória RAM, placa de vídeo, 
coolers e ventoinhas, cabos internos, fonte, HD, SSD, unidades ópticas como drives de CD, DVD, Blu-ray, etc. Esses 
componentes são internos, mas se você abrir o equipamento, terá acesso a eles.
Além do hardware, temos também o software, que é a parte lógica do equipamento. O software é responsável pela execução das 
atividades lógicas da máquina e consiste em um conjunto de instruções dadas ao hardware para que ele funcione corretamente. 
Existem vários tipos de software, e vou apresentar alguns exemplos. Os sistemas operacionais são softwares que têm a função de 
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gerenciar os recursos do sistema, fornecendo uma interface entre o equipamento e o usuário. Exemplos de sistemas operacionais 
são o Windows e o Linux para computadores, e o Android e o iOS para smartphones. Além disso, os drivers de dispositivos são 
softwares que controlam e monitoram o funcionamento de dispositivos específicos, como impressoras e webcams. Os 
navegadores que usamos para acessar a internet também são softwares. E nos smartphones, todos os aplicativos (apps) são 
softwares que permitem ao usuário realizar tarefas específicas.
Você já parou para pensar como o hardware evoluiu ao longo dos anos? Em 1946, foi lançado o ENIAC (Eletrônica Numérica 
Integrante), o primeiro computador eletrônico e digital automático. Acredite ou não, ele pesava 30 toneladas e tinha cerca de 
18.000 válvulas, realizando 4.500 cálculos por segundo. A invenção do transistor em 1947 substituiu progressivamente as 
válvulas, e desde então, o hardware tem evoluído de forma impressionante. Antigamente, os computadores usavam válvulas, que 
eram grandes e caras. Mas em 1947, foi inventado o transistor, que é uma peça muito menor e mais barata. Isso fez com que os 
computadores começassem a ficar mais rápidos e menores.
Na década de 50, surgiram os circuitos integrados, que são várias peças de transistor juntas em um mesmo chip. Isso fez com 
que os equipamentos eletrônicos ficassem ainda menores. Em 1974, a Intel, uma empresa famosa de tecnologia, criou o 
microprocessador, que é um chip que tem todas as funções do processador central de um computador.
Em 1976, dois americanos, Steve Jobs e Stephan Bosniak, inventaram o primeiro computador pessoal, o Apple 1. E nos anos 90, 
os computadores começaram a ter ainda mais funções, como acesso à internet, modem, secretária eletrônica e drivepara CD.
Em 1965, o presidente da Intel, Gordon Moore, fez uma declaração dizendo que a quantidade de transistores que poderiam ser 
colocados em um mesmo chip iria dobrar a cada 18 meses, mantendo o custo de fabricação. Isso virou conhecido como a "Lei de 
Moore" e as empresas começaram a se basear nela para definir suas metas de produção, investindo em pesquisa e 
desenvolvimento para inovar rapidamente.
Hoje em dia, empresas como a Intel e a MT continuam atualizando suas técnicas de produção e lançando produtos com tamanhos 
cada vez menores, o que resulta em computadores mais eficientes em termos de energia, mais estáveis e com melhor 
desempenho. Embora não seja uma lei propriamente dita, a "Lei de Moore" tem sido um ritmo acelerado de inovação na indústria 
de computadores. Espero que essa história tenha ajudado a entender melhor como os computadores evoluíram ao longo do 
tempo.
O termo "hardware" se refere à parte física dos equipamentos tecnológicos, ou seja, são os componentes que podemos ver e 
tocar. Por exemplo, no celular que você usa todos os dias existem diversos componentes que desempenham funções específicas, 
como levar energia, armazenar e poupar dados, além de outras tecnologias que se encaixam. 
Cada um desses componentes é fruto de um equilíbrio entre o desenvolvimento técnico e a produção em massa, buscando 
oferecer um produto eficiente e acessível para os consumidores.
O que difere hardware de software?
🎬 O que difere hardware de software?
Neste vídeo, vamos falar sobre a diferença entre hardware e software. No mundo digital, você já deve ter estudado essa diferença. 
Podemos compará-la usando um piano e a música. O piano é o hardware, tudo o que é tangível, como o instrumento em si, o 
banco, a partitura de papel e a tinta onde as notas são escritas. A música, por outro lado, é o software, o conceito abstrato que faz 
sentido para nós quando o músico toca aquelas notas na partitura e nós ouvimos o som. Podemos fazer outra analogia para 
facilitar o entendimento, como a escrita. Quando escrevemos algo em um papel, o caderno é o hardware e o grafite que 
representa as palavras é também hardware. Mas quando colocamos cuidadosamente essas palavras em uma sequência 
específica para construir um texto que assume um significado diferente para nós humanos, esse conceito abstrato é o software. É 
importante entender sempre a diferença entre hardware e software, pois isso é fundamental para compreender como os 
computadores funcionam. Você vai estudar mais adiante sobre o que é software e como escrever instruções para que o 
computador possa resolver automaticamente problemas através da sequência dessas instruções.
O software é o código, ou seja, as instruções, o que é executado no computador. No entanto, por aqui, vamos nos concentrar no 
hardware.
Vamos comparar o hardware computacional a outro objeto para ver se fica mais claro.
Você já viu um piano? O esquema a seguir resume comparativamente o que é hardware e o que é software nos computadores e 
nos pianos.
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Então, um hardware é a estrutura física que permite executar as funções que desejamos.
Vamos entender um pouco mais sobre o que é hardware com um exemplo. O hardware é a parte física de um equipamento, como 
o nosso cérebro ou a CPU de um computador.
No cérebro humano, a unidade fundamental do hardware relacionado ao pensamento e processamento de informações são os 
neurônios. Já no caso da CPU de um computador, os transistores são os componentes mais importantes. Eles são tão pequenos 
que podemos encontrar bilhões deles em um único processador, como o Intel Core i9 9900k.
O transistor é uma invenção muito importante, que pode ser usado para criar todo tipo de coisa, desde computadores até 
celulares. Hoje em dia, eles são encontrados embutidos em componentes chamados de chips.
Chips
Um chip é feito de um pequeno pedaço de silício, principal componente do vidro, de poucos milímetros (20mm). Diferentes 
componentes eletrônicos podem ser gravados no silício, o que permite construir componentes de maneira muito barata.
Veja exemplos de diferentes formatos de transistores:
Os componentes mais comuns dos chips são os transistores. CPU, memórias e diversos outros dispositivos eletrônicos se 
resumem a chips compostos por transistores.
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ℹ Um chip é um dispositivo eletrônico que não possui partes móveis em seu interior, o que o torna muito confiável e 
resistente, já que não desgasta com o tempo como as partes móveis que encontramos em motores de carros, por 
exemplo. Os chips são produzidos em grande quantidade e com baixo custo, o que foi um fator importante para a 
popularização dos computadores. Por causa disso, eles são usados em diversas tecnologias, como em computadores, 
smartphones, televisores, entre outros dispositivos. Os chips são responsáveis por processar as informações recebidas 
pelos dispositivos e transformá-las em resultados úteis, como exibir uma imagem na tela ou executar um jogo.
Lei de Moore
A Lei de Moore é uma observação feita por Gordon Moore, um dos fundadores da Intel, em 1965. Ele percebeu que a cada 
dois anos, o número de transistores que poderiam ser colocados em um chip aumentava em cerca de duas vezes. E quanto 
mais transistores em um chip, mais poderoso e eficiente ele se torna.
Essa "lei" não é uma lei da natureza, como a lei da gravidade, mas é uma observação constante do comportamento dos 
fabricantes de chips. E graças a essa observação, a tecnologia evoluiu muito nos últimos anos.
Para entender melhor, imagine um carro que está indo cada vez mais rápido. A cada hora, ele dobra a velocidade que estava. 
Então, em uma hora, ele vai a 60 km/h. Na próxima hora, ele vai a 120 km/h, e assim por diante. Essa é a ideia da Lei de 
Moore: a cada período de tempo, o número de transistores dobra, o que faz com que o poder de processamento dos chips 
aumente muito rapidamente.
Essa evolução permitiu que os computadores ficassem cada vez menores, mais baratos e mais eficientes. Hoje em dia, é 
possível ter um smartphone muito mais poderoso que um computador de décadas atrás, que ocupava uma sala inteira e 
custava milhões de reais.
Em resumo, a Lei de Moore mostra que a tecnologia está em constante evolução, o que nos permite ter acesso a dispositivos 
cada vez mais avançados e poderosos, além de abrir possibilidades para novas tecnologias no futuro.
Forma Lúdica
Podemos pensar na Lei de Moore como um jogo de multiplicação em que a cada rodada, o número de transistores em um chip 
dobra. Por exemplo, se começarmos com 10 transistores, na primeira rodada teremos 20, na segunda rodada 40, na terceira 
rodada 80, e assim por diante.
Assim como em um jogo, cada vez que o número de transistores dobra, o poder de processamento do chip também aumenta 
exponencialmente, permitindo que dispositivos cada vez menores e mais poderosos sejam fabricados. E o melhor de tudo é 
que o "preço" para jogar é relativamente baixo, pois a fabricação de transistores está cada vez mais eficiente e barata.
Então, em resumo, a Lei de Moore é como um jogo de multiplicação em que cada rodada dobra o número de transistores em 
um chip, aumentando exponencialmente o poder de processamento dos dispositivos eletrônicos, o que permite que eles se 
tornem cada vez menores e mais poderosos por um "preço" relativamente baixo.
A Lei de Moore é uma ideia muito importante para entendermos a evolução dos computadores. Ela foi criada por um homem 
chamado Gordon Moore, que notou que os fabricantes de chips estavam conseguindo colocar cada vez mais transistores em um 
único chip. 
A Lei de Moore diz que o número de transistores em um chip dobra a cada 18 a 24 meses. Isso significa que a cada dois anos, a 
quantidade de transistores em um chip é dobrada. Essa é uma das razões pelas quais os computadores se tornaram cada vez 
mais poderosos ao longo dos anos.
🎬 Lei de Moore
Neste vídeo, vamos falar sobre a Lei de Moore. Essa lei foi estabelecida por Gordon Moore na década de60. Moore é um dos 
fundadores da Intel e naquela época ele observou que a cada um ano e meio a dois anos, o número de transistores que podia ser 
embutido na fabricação de um chip dobrava, mantendo o produto economicamente viável. 
Essa tendência tem se mantido desde então até os dias de hoje e uma das consequências mais importantes é que o poder de 
processamento dos computadores tem aumentado de forma exponencial. Para você ter uma ideia, o poder de processamento dos 
computadores de mesa usados por gamers atualmente é maior do que todo o poder de processamento combinado de todo o 
planeta na década de 60. 
O poder de processamento que você tem em um smartphone é maior do que o computador que foi usado na nave Apollo 11, que 
levou o homem à lua. Essa é uma lei importante, pois ela observa como o mercado de fabricação de computadores tem se 
comportado e também tem ditado o desenvolvimento da economia, uma vez que um maior poder de processamento permite 
automatizar trabalhos repetitivos e criar novas tecnologias como Inteligência Artificial, Big Data, aprendizado de máquina, entre 
outros.
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Entretanto, tem se discutido se a Lei de Moore continuará nos próximos anos, como tem sido desde os anos 60 até hoje. Espera-
se que haja uma desaceleração dessa tendência, uma vez que as limitações físicas na forma como os chips são fabricados estão 
chegando aos seus limites. Isso impõe restrições ao número de transistores e à frequência de processamento que esses 
equipamentos podem utilizar. A única forma de ultrapassar essas limitações é se as pesquisas em materiais para fabricação de 
hardware descobrirem novos materiais diferentes do silício para fabricar novos chips e assim manter a sequência da Lei de Moore.
Podemos entender a Lei de Moore sob dois aspectos:
⚙ Desempenho
A lei pode significar que a indústria tem conseguido dobrar o 
número de transistores embutidos em um chip a cada dois 
anos. Essa observação descreve um crescimento exponencial 
bastante poderoso.
🪙 Econômico
Os transistores estão ficando cada vez mais baratos. Dessa 
forma, com o passar do tempo, devido ao baixo custo, é 
possível criar sistemas computacionais em outros aparelhos, 
como telefone celular, geladeira, torradeira, termostatos e até 
em óculos.
A Lei de Moore é uma observação que diz que a quantidade de transistores que podem ser colocados em um chip dobra em um 
período entre 18 e 24 meses. Ela foi feita por Gordon Moore em 1965 e, desde então, tem sido seguida pela fabricação de chips.
É importante lembrar que a Lei de Moore não é uma lei da natureza, como a lei da gravidade. Ela é apenas uma observação sobre 
como a fabricação de transistores tende a funcionar. A Lei de Moore tem sido muito importante para o desenvolvimento de 
sociedades tecnológicas, porque permite que a qualidade do hardware melhore e os preços diminuam.
Por causa da Lei de Moore, um computador que era muito grande e caro há décadas pode ser agora muito menor e mais barato. 
Se pensarmos em um período de 15 anos, que inclui 10 duplicações de transistores, a melhoria pode ser de até mil vezes! 
Observe:
Para entender a importância da evolução do poder computacional, podemos pensar em um exemplo: um celular fabricado em 
2019 tem um poder de processamento bilhões de vezes maior do que o computador que levou o homem à lua em 1969 (No 
século XX, houve muitos conflitos mundiais, como a Guerra Fria, que impulsionaram o desenvolvimento tecnológico. Durante essa 
época, havia uma competição intensa entre países para conquistar o espaço. Os soviéticos foram os primeiros a enviar um 
homem ao espaço em 1961, com Iuri Gagarin. Isso inspirou o presidente dos Estados Unidos, John F. Kennedy, a prometer que os 
americanos chegariam à Lua, o que acabou acontecendo em 1969).
Para medir o poder de processamento, usamos uma unidade chamada FLOPS. Ela indica quantas operações matemáticas um 
processador consegue realizar por segundo. E essa evolução é incrível!
ADC Smartphone Desktop
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Fabricado em 1969 - 14,6 FLOPS
Capaz de realizar, aprox., 14 operações 
matemáticas com casas decimais por 
segundo.
Fabricado em 2019 - Mais de 40 
GFLOPS (Giga FLOPS)
Capaz de realizar cercade 40 bilhões 
de operações por segundo.
Fabricado em 2019 - Pode chegar a 400 
GLOPS
Capaz de realizar, aprox, 400 bilhoes de 
operações por segundo.
Os supercomputadores fabricados por volta de 2019 eram muito poderosos, realizando trilhões de operações matemáticas por 
segundo. Um exemplo é um supercomputador na Universidade de Campinas que faz 4,5 trilhões de operações por segundo.
Você já deve ter notado que os pen drives foram lançados em 2000 com 8MB de capacidade de armazenamento. Em 2019, era 
possível comprar pen drives com mais de 2000GB de capacidade pelo mesmo preço. Ou seja, em menos de 20 anos, a 
capacidade de armazenamento aumentou 250 mil vezes.
A Lei de Moore explica que os chips que armazenam informação em pen drives evoluíram para incluir mais transistores pelo 
mesmo preço, oferecendo mais capacidade de armazenamento. Esses exemplos ilustram a qualidade exponencial da Lei de 
Moore.
M2 - Componentes básicos de hardware
Componentes fundamentais do computador
Para falar sobre computadores, vamos tratar dos componentes fundamentais que o constituem.
A seguir temos a CPU, a memória RAM e a memória permanente (HD/pen drive)
CPU - Cérebro
Também chamada de processador, é 
uma espécie de cérebro. É a CPU 
quem, de fato, processa instruções.
Memória RAM - Temporária
É uma espécie de memória temporária. 
Também chamada de memória volátil: 
tudo o que está na RAM (Ramdom 
Access Memory 
) é instantaneamente apagado quando 
o computador é desligado.
Memória persistente - 
Permanente
Geralmente, é um disco, um HD (Hard-
Disk) ou um pen drive. Os dados 
armazenados neste tipo de memória 
permanecem ali mesmo quando o 
computador é desligado e, por isso, é 
chamada de memória persistente.
Processador e placa-mãe
CPU
A CPU, ou Unidade Central de Processamento, é o cérebro do computador. É ela quem executa as tarefas e processa as 
informações.
A CPU é composta por várias partes, cada uma com uma função específica. Uma dessas partes é chamada de "ALU" 
(Arithmetic Logic Unit), que é responsável por realizar as operações matemáticas e lógicas, como somas, subtrações e 
comparações.
Outra parte importante da CPU é o "registrador", que é uma memória muito rápida usada para armazenar dados 
temporariamente enquanto a CPU os processa.
Além disso, a CPU tem um relógio interno que marca o tempo em que cada operação é executada. Esse relógio é medido em 
Hertz (Hz) e quanto mais Hertz, mais rápido a CPU é capaz de processar as informações.
Para funcionar adequadamente, a CPU precisa se comunicar com outros componentes do computador, como a memória RAM 
e os dispositivos de armazenamento. Por isso, é importante que todos os componentes estejam conectados corretamente na 
placa-mãe.
Resumindo, a CPU é como o cérebro do computador, que realiza as operações matemáticas e lógicas, armazena 
temporariamente os dados em registradores e se comunica com os demais componentes do computador para realizar suas 
funções.
Forma Lúdica (Analogia)
Imagine que você é um mestre de cozinha e precisa preparar uma receita muito complexa que tem muitos passos e 
ingredientes. Para facilitar o seu trabalho, você tem um assistente chamado CPU (Central Processing Unit).
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A CPU é como um cozinheiro muito habilidoso que segue as suas instruções e faz o trabalho duro por você. Ela é a peça mais 
importante do computador, responsável por realizar todas as operações matemáticas e lógicas que são necessárias para 
executar as tarefas que você pede.
Assim como um assistente de cozinha, a CPU tem um conjunto de instruções predefinidas que ela pode executar, e é sua 
responsabilidade escrever as instruções de forma clara e precisa para que a CPU possa entender. Quanto mais instruções 
complexas e detalhadas você der à CPU, mais tempo elalevará para concluí-las.
E, assim como um assistente de cozinha precisa de um bom ambiente de trabalho e ferramentas adequadas para preparar os 
pratos, a CPU precisa de uma boa placa-mãe, memória RAM e outros componentes para realizar suas tarefas de maneira 
eficiente.
Então, da próxima vez que você usar o seu computador, lembre-se da sua CPU como um assistente de cozinha habilidoso e 
confiável que está trabalhando duro para ajudá-lo a realizar suas tarefas!
Funcionamento da CPU para Devs
Como desenvolvedor, é importante entender o que é uma CPU e como ela funciona. A CPU, ou Unidade Central de 
Processamento, é o cérebro do computador. Ela é responsável por executar as instruções que fazem o computador funcionar. 
Em outras palavras, a CPU é o que transforma o código de programação em ações que o computador realiza.
A CPU é composta por várias partes, incluindo a Unidade de Controle e a Unidade Lógica e Aritmética. A Unidade de Controle 
é responsável por controlar o fluxo de dados dentro da CPU e coordenar as operações. A Unidade Lógica e Aritmética é 
responsável por executar operações matemáticas e lógicas.
A CPU também possui um cache, que é uma memória de alta velocidade usada para armazenar dados frequentemente 
usados. Quando um programa é executado, a CPU carrega as instruções para o cache para que possa acessá-las mais 
rapidamente.
Como desenvolvedor, é importante entender as limitações da CPU. Por exemplo, a CPU pode executar apenas um conjunto 
limitado de operações por vez e pode levar tempo para realizar operações complexas. Isso significa que é importante otimizar 
o código para garantir que ele seja executado o mais eficientemente possível pela CPU.
Também é importante entender a arquitetura da CPU que está sendo usada. Existem diferentes tipos de CPUs, cada uma com 
sua própria arquitetura e recursos. Algumas CPUs são melhores para tarefas específicas, como jogos ou renderização de 
vídeo, enquanto outras são mais adequadas para aplicativos de negócios.
Em resumo, como desenvolvedor, é importante entender o papel fundamental da CPU no funcionamento do computador e 
como otimizar o código para garantir um desempenho eficiente. É igualmente importante estar familiarizado com a arquitetura 
da CPU que está sendo usada e suas limitações para garantir que o código seja executado corretamente.
A parte mais importante do computador é a CPU, que é responsável pela execução de instruções e pela realização de cálculos. 
Quando dizemos que um computador pode executar bilhões de operações por segundo, estamos nos referindo à capacidade da 
CPU de executar centenas de bilhões de operações simples em um curto período de tempo.
As instruções que a CPU executa são escritas por pessoas que desejam usar o poder de processamento do computador para 
realizar tarefas úteis. Essas instruções são escritas em linguagens de programação e são conhecidas como código de 
computador.
Placa-mãe
CPU (Central Processing Unit) ou Unidade Central de Processamento.
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Vamos falar sobre a placa-mãe, um componente muito importante do computador que conecta todos os outros componentes 
eletrônicos, como a CPU, memória RAM e discos de armazenamento.
A CPU, responsável por executar as instruções do computador, é montada em um espaço específico na placa-mãe. Para ajudar a 
manter a CPU resfriada durante seu funcionamento, aplicamos uma pasta térmica e um dissipador de calor, também conhecido 
como cooler, é firmemente preso por cima da CPU.
Além disso, os pentes de memória RAM precisam ser encaixados na placa-mãe para que o computador possa acessá-los e 
utilizá-los durante seu funcionamento. É como se a placa-mãe fosse uma grande conexão que interliga todos os componentes 
eletrônicos do computador.
1. A CPU é montada em um compartimento próprio da placa-mãe.
2. A CPU recebe uma aplicação de uma pasta térmica, que é importante para ajudá-la a transferir calor para o dissipador que 
será instalado por cima e, assim, manter-se adequadamente resfriada durante seu funcionamento.
3. Um dissipador de calor, também chamado de cooler, é firmemente preso por cima da CPU, ficando em contato com ao CPU e 
a pasta térmica.
4. Os pentes de memória RAM também precisam ser encaixados na placa.
Teste
Memória Temporária
Random Acess Memory (RAM) - Principal
A memória RAM, ou Random Access Memory (Memória de Acesso Aleatório), é uma das partes mais importantes do computador. 
Ela é considerada a memória principal, pois é onde a CPU armazena temporariamente os dados e o código que estão sendo 
usados enquanto processa as instruções.
Imagine que você está escrevendo um código de computador, como "a = 2 + 5". Na verdade, a memória RAM é dividida em quatro 
partes diferentes para armazenar todas as informações necessárias para executar essa instrução:
1. O valor 2 é armazenado em uma posição.
2. O valor 5 é armazenado em outra posição.
3. A instrução somar é armazenada em mais uma posição.
4. O espaço para a variável “a” é armazenado em mais um endereço.
A CPU lê os valores 2 e 5 da RAM, executa a soma e armazena o resultado novamente na RAM. É importante notar que a RAM 
não é uma memória persistente, o que significa que quando o computador é desligado, todas as informações armazenadas nela 
desaparecem imediatamente. 
Pentes de memória RAM
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É por isso que você precisa salvar seu trabalho com frequência - para garantir que suas informações não sejam perdidas se algo 
acontecer com seu computador.
Em resumo, a RAM é a memória temporária onde a CPU armazena os dados e o código que está sendo usado para processar 
instruções. 
É uma memória volátil, o que significa que todas as informações armazenadas nela são perdidas quando o computador é 
desligado. Por isso, é importante salvar seu trabalho regularmente para garantir que você não perca nenhuma informação 
importante.
Memória persistente
Vamos entender agora o terceiro componente de hardware: a memória ou armazenamento persistente, também conhecida como 
memória secundária. Ela é diferente da memória RAM, pois não perde as informações armazenadas quando o computador é 
desligado.
Quando você salva um documento em um editor de texto, o computador copia a versão temporária que está na RAM para o disco, 
HD ou pen drive, que são exemplos de memórias persistentes. Essas memórias são capazes de armazenar trilhões de bytes, 
enquanto a RAM pode armazenar bilhões de bytes.
Embora mais lentas do que a memória RAM, as memórias persistentes são muito importantes para armazenar as informações que 
não podem ser perdidas, como documentos importantes, fotos, vídeos, músicas, entre outros arquivos. Isso significa que, mesmo 
que a energia elétrica seja cortada, as informações permanecerão armazenadas.
Avanço das tecnologias de armazenamento persistente
1. Hard Disk
Antigamente, o armazenamento de dados em computadores era feito principalmente por meio de discos rígidos (HDs). Eles eram 
os mais utilizados porque o custo de armazenamento em outras tecnologias, como memórias flash, SSDs, pen drives e cartões 
SD, era muito alto.
O HD possui um disco rígido que gira rapidamente e uma pequena cabeça que se move para ler e escrever informações 
magnéticas no disco. Quando você ouve vários sons agudos de "cliques" ao utilizar um computador, é provavelmente o barulho do 
disco rígido girando e a cabeça se movendo.
No entanto, hoje em dia, com o avanço da tecnologia, o armazenamento em outras tecnologias se tornou mais acessível e 
popular. As memórias flash, por exemplo, são comumente utilizadas em dispositivos móveis, como smartphones e tablets. Os 
SSDs, por sua vez, estão se tornando cada vez mais populares em computadores pessoais e servidores devido à sua velocidade 
de leitura e gravação de dados. E, é claro, pen drives e cartões SD ainda são bastante utilizados para transferência de dados 
entre dispositivos.
2. Solid State Disk
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Nos últimos anos, houve avanços na tecnologia de armazenamento de dados,e agora temos um novo tipo de dispositivo de 
armazenamento chamado SSD, ou disco de estado sólido. Ele é diferente dos antigos HDs, que usavam discos giratórios e 
cabeças de leitura/escrita, porque os SSDs usam chips de memória que não possuem partes móveis. Isso os torna muito mais 
rápidos e confiáveis do que os HDs, que podem ser lentos e sujeitos a falhas mecânicas. Um tipo particularmente novo de SSD é 
chamado de SSD M.2, que é ainda mais rápido e compacto do que os SSDs tradicionais.
3. Pen drive
Os pen drives USB são dispositivos de armazenamento que usam a mesma tecnologia que o SSD, sem partes móveis. São 
pequenos em tamanho, o que torna fácil de transportar nossos arquivos para qualquer lugar. Desde a sua criação, a capacidade 
de armazenamento desses dispositivos cresceu muito e ainda continua aumentando.
4. Cartões SD
Os cartões SD são utilizados em câmeras fotográficas digitais e celulares para armazenar nossas fotos, vídeos e outros tipos de 
arquivo. Eles utilizam a mesma tecnologia de armazenamento do Solid State Disk (SSD) e dos pen drives USB, que é a tecnologia 
de memória de estado sólido, sem partes mecânicas. Apesar do seu tamanho pequeno, os cartões SD podem ter uma grande 
capacidade de armazenamento, podendo chegar a mais de 500GB. Isso significa que você pode armazenar muitas fotos, vídeos e 
outros arquivos importantes nesses pequenos cartões.
De acordo com a Lei de Moore, as tecnologias de armazenamento estão evoluindo constantemente, e isso tem levado a uma 
queda nos preços dos chips de memórias flash. 
Como resultado, os dispositivos de armazenamento de estado sólido, como os SSDs, estão se tornando cada vez mais populares. 
Em um futuro próximo, é possível que os discos rígidos sejam substituídos pelos SSDs, que são mais rápidos e confiáveis, desde 
que a tendência de queda nos preços continue.
Sistemas de Arquivos
🎬 Sistemas de Arquivos
Vamos falar sobre sistemas de arquivos, certo? Os sistemas de arquivos são conjuntos de instruções incorporadas nos sistemas 
operacionais que permitem que o computador organize como as informações são armazenadas em discos rígidos, SSDs, pen 
drives ou em qualquer dispositivo de armazenamento secundário. Vou fazer uma breve analogia para você entender a importância 
dos sistemas de arquivos e por que eles são fundamentais para o armazenamento organizado de informações em computadores.
Imagine uma grande biblioteca com milhares de títulos de livros. Seria praticamente impossível encontrar um título específico se 
não houvesse um bibliotecário na entrada da biblioteca com um registro dos títulos armazenados e suas posições nas inúmeras 
estantes. Esse registro é importante porque há uma quantidade enorme de informações armazenadas ali e é necessário um 
T3 - M1/M2/M3 12
índice, uma espécie de mapa, que indique o que está disponível e onde está disponível. Além disso, quando novos títulos 
chegam, o bibliotecário consegue identificar em que posição esses novos títulos podem ser armazenados.
De forma análoga, em um computador, você tem um sistema de armazenamento secundário, como um disco rígido, SSD ou pen 
drive, e precisa de uma forma de não apenas escolher onde armazenar novas informações, mas também detectar onde não há 
informações gravadas para poder gravar novas informações ali quando o usuário ordenar, e indicar ao sistema operacional em 
que parte do dispositivo de armazenamento aquelas informações estão gravadas.
Portanto, é fundamental que os sistemas de arquivos existam em qualquer dispositivo de armazenamento, seja em um 
computador, smartphone ou qualquer outro dispositivo, pois sem eles não seria possível encontrar as informações desejadas em 
meio à imensidão de informações armazenadas nesses dispositivos.
Quando usamos dispositivos de armazenamento secundário, como discos rígidos ou pen drives, temos uma grande capacidade 
de armazenamento, mas esses dispositivos precisam de uma organização para serem úteis para o usuário. Essa organização é 
chamada de sistema de arquivos.
O sistema de arquivos é um conjunto de regras para organizar os dados em um dispositivo de armazenamento, como se fosse 
uma estrutura de pastas e arquivos que você pode acessar. Isso permite que você possa nomear seus arquivos, movê-los, copiá-
los, editá-los ou removê-los, de forma que fique mais fácil para você encontrar e acessar os dados que precisa.
Em resumo, o sistema de arquivos é uma maneira de tornar os dispositivos de armazenamento mais amigáveis para o usuário, 
permitindo que você organize seus dados de forma mais eficiente.
🎬 Partes que compõem o hardware
Neste vídeo vamos falar sobre os componentes básicos de um hardware de computador. Quando você vai comprar um 
computador, além do preço, é claro, você provavelmente vai olhar para características como o processador e a memória. Vamos 
ver alguns anúncios e entender por que essas características são importantes.
Vamos começar falando da placa mãe, que é onde todos os componentes que formam um computador são conectados e unidos 
entre si. Podemos entender a placa mãe como uma central unificadora, uma vez que organiza todas as partes do sistema em um 
só lugar. A placa mãe também fornece energia elétrica para alguns periféricos conectados a ela, como o gabinete do computador.
Outro componente importante é o processador, também chamado de CPU (Unidade Central de Processamento), que é 
responsável por processar dados e transformá-los em informações. Ele também transmite essas informações para a placa mãe, 
que por sua vez as envia para onde for necessário, como o monitor, impressora e outros dispositivos. A placa mãe serve como 
ponte entre o processador e os outros componentes de hardware do computador.
Agora vamos falar da memória. Existem dois tipos de memória: armazenamento temporário e armazenamento permanente. Na 
memória de armazenamento temporário, os dados são gravados temporariamente, ou seja, quando o computador é desligado, 
esses dados são perdidos. Um exemplo de memória de armazenamento temporário é a memória RAM. Já na memória de 
armazenamento permanente, como o próprio nome sugere, os dados são armazenados de forma permanente, mesmo quando o 
computador é desligado, a menos que você os apague. Um exemplo de memória de armazenamento permanente é o disco rígido, 
também conhecido como HD. O HD é uma memória utilizada pelo processador como um meio rápido e temporário para 
armazenar informações durante a execução.
É importante notar que o acesso à memória RAM é mais rápido do que aos dispositivos de armazenamento mais lentos, como um 
HD, assim os dados e programas armazenados nesses dispositivos são carregados primeiramente na RAM antes do 
processamento pelo processador, para evitar que o processador precise realizar leitura ou escrita constante em dispositivos mais 
lentos.
Existem vários tipos de memória, como DRAM e SRAM, mas as memórias mais comuns atualmente são do tipo SDRAM 
(Synchronous Dynamic Random Access Memory). Esse tipo de memória trabalha sincronizado com o clock do processador para 
garantir um melhor desempenho do sistema como um todo. Conforme a tecnologia dos processadores evoluiu, foi necessário 
também utilizar padrões de comunicação das memórias, como o padrão DDR (Double Data Rate), que é muito famoso 
atualmente. As memórias do tipo DDR são capazes de enviar o dobro de dados por clock, aproveitando ambas as fases do pulso 
elétrico. Portanto, fique atento e inclua a especificação DDR ao procurar um computador.
Mas então, onde nossos arquivos são armazenados? Os computadores têm o que chamamos de sistemas de arquivos, que são 
estruturas lógicas realizadas via software que permitem ao sistema operacional ter acesso e controlar os dados gravados no 
disco. Cada sistema operacional possui um sistema de arquivos diferente, com suas próprias características, como limitações, 
qualidade, velocidade e gerenciamento de espaço. É o sistema de arquivos que define como os bytes que compõem um arquivo 
serão armazenados no discoe como o sistema operacional terá acesso a esses dados.
T3 - M1/M2/M3 13
Microcontroladores
🎬 Microcontroladores X Microprocessadores
Neste vídeo, vamos falar sobre as diferenças entre microcontroladores e microprocessadores. Ambos são dispositivos de 
hardware que funcionam como o cérebro de um computador, capazes de executar um conjunto de instruções chamado de 
"instruction set" (conjunto de instruções). A diferença entre eles está na amplitude de instruções que podem executar e em seu 
poder de processamento.
Os microcontroladores são dispositivos mais simples e especializados. Eles executam um conjunto de instruções muito 
específicas e são usados para tarefas específicas, como ler a temperatura de um equipamento em um sistema de automação 
industrial e disparar um alarme se a temperatura estiver acima de um valor definido. Por outro lado, os microprocessadores têm 
maior poder de processamento e um conjunto de instruções mais amplo. Eles são usados em computadores e são conhecidos 
como a Unidade Central de Processamento (CPU), responsável por executar todas as instruções necessárias para as tarefas 
gerais do computador.
Os programadores não precisam conhecer o conjunto de instruções específicas de um microprocessador, eles escrevem as 
instruções em uma linguagem de programação e estas são convertidas em código binário pelo compilador ou interpretador. Assim, 
o código fornecido pelo programador pode ser executado pelo microprocessador do computador.
A Lei de Moore é uma regra que diz que a tecnologia de computação avança rapidamente e que os componentes eletrônicos 
ficam menores, mais baratos e mais poderosos ao longo do tempo. Isso permitiu a criação de computadores tão pequenos e 
baratos que são chamados de microcontroladores. 
Esses dispositivos possuem CPU, RAM e armazenamento persistente, tudo em uma escala muito reduzida.
Apesar de terem poder computacional limitado em comparação aos computadores de mesa, os microcontroladores são usados 
em uma variedade de equipamentos eletrônicos, como controladores de temperatura, sensores de umidade, sistemas de 
automação residencial, drones, brinquedos eletrônicos e muitos outros dispositivos.
 Eles são muito úteis em aplicações onde espaço e custo são fatores importantes. Esses são alguns exemplos de equipamentos 
que utilizam microcontroladores:
Termostatos Carros Fornos de micro-ondas
M3 - Unidades de Armazenamento de dados
Unidades de armazenamento
Alguma vez você já perguntou a alguém se o computador ou celular que você estava pensando em comprar era bom? Talvez você 
tenha sido orientado a verificar a memória RAM, a capacidade de armazenamento e a velocidade do processador, mas essas 
nomenclaturas podem ser confusas para quem não está familiarizado com elas.
Por exemplo, você já teve um celular ou computador com uma memória medida em mega e depois percebeu que precisava de 
giga, e agora ouve falar de tera. Mas o que essas medidas significam exatamente e como podemos calcular o espaço que uma 
foto ou aplicativo ocupa em nosso dispositivo?
Antigamente, os computadores faziam tanto barulho que pareciam aviões decolando, e eram comuns problemas de 
superaquecimento. A tecnologia evoluiu e agora podemos ter dispositivos muito mais silenciosos e eficientes, mas ainda é 
importante entender as unidades de medida para escolher o dispositivo certo para nossas necessidades.
Por isso, vamos apresentar uma breve introdução sobre as unidades de medida e como utilizá-las de forma lógica para entender 
melhor as especificações dos dispositivos que desejamos adquirir.
🎬 Bits e Bytes
neste vídeo vamos falar sobre bits e bytes. Vamos lá! Na verdade, o conceito é bem simples. Um bit é a unidade fundamental de 
armazenamento de dados em um computador. Tudo o que um computador faz, tudo o que ele armazena, tudo o que ele processa, 
é feito através de bits.
A razão para isso é a simplicidade e o custo. Quando os computadores foram desenvolvidos, os engenheiros perceberam que era 
muito mais simples e barato construir dispositivos que tivessem apenas dois estados possíveis: ligado ou desligado. Podemos 
pensar em uma lâmpada, por exemplo. Ela pode estar acesa ou apagada, e esses seriam os dois estados que chamamos de 0 e 
1, respectivamente.
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Dentro dos processadores e dispositivos de armazenamento, o que o hardware armazena são esses dois estados possíveis: 0 
para não energizado e 1 para energizado. E então, tudo o que é processado e resolvido pelo computador precisa ser convertido 
do mundo real para esse padrão de bits. Essa conversão é feita através de alguma matemática complexa, que é escondida de nós 
no mundo real através das linguagens de programação.
Quando você programa, acaba usando uma linguagem de programação de mais alto nível, que está mais próxima do que estamos 
acostumados a ver. Vamos dar uma olhada em uma imagem para entender melhor. Na imagem, você pode ver o que seriam os 
bits, representados como 0 e 1. E por convenção, foi definido que um conjunto de 8 bits, como apresentado na tela, é chamado de 
byte.
Resumindo, um bit é a unidade básica de armazenamento de dados em computadores, escolhida por ser simples e barata. E por 
convenção, um conjunto de 8 bits é chamado de byte.
Byte
Os bits são a menor unidade de informação em um computador e podem ser entendidos como um dígito binário, ou seja, uma 
unidade de informação que pode assumir apenas dois valores possíveis, que são 0 (zero) ou 1 (um).
Essa representação em binário é usada para codificar e processar informações em um computador. Por exemplo, um byte é 
composto por 8 bits e pode armazenar um conjunto de 256 combinações diferentes de 0s e 1s (2 elevado a 8), o que permite a 
representação de caracteres, números e outras informações.
Os computadores utilizam a lógica binária para realizar operações matemáticas e processar informações. Cada circuito 
eletrônico dentro do hardware do computador é construído com base nessa lógica binária, em que os sinais elétricos são 
representados pelos valores binários de 0 e 1.
Assim, os bits são fundamentais para o funcionamento de qualquer dispositivo eletrônico que processe informações, desde 
computadores pessoais até smartphones, tablets, videogames e outros dispositivos eletrônicos. A quantidade de bits que um 
dispositivo é capaz de processar e armazenar está diretamente relacionada à sua capacidade de processamento e 
armazenamento de dados.
Um byte é uma medida de armazenamento de informações que é muito utilizada em computadores. Para entender o que é um 
byte, pense em uma letra que você digita no teclado, como o "a" ou o "G". 
Cada letra dessas pode ser armazenada no computador usando um byte. A capacidade de armazenamento de memórias, como a 
RAM e os discos rígidos, é medida em bytes.
Provavelmente você já ouviu falar de megabytes, que é uma medida comum de armazenamento. Cada megabyte é igual a um 
milhão de bytes.
Um gigabyte equivale a cerca de um bilhão de bytes. Com isso em mente, confira as unidades a seguir:
T3 - M1/M2/M3 15
Os equipamentos atuais utilizam a seguinte escala:
Pen Drive
GB
HD
TB
RAM
GB
Bits e bytes
Bits e Bytes são termos fundamentais na computação e na tecnologia da informação. Eles são usados para medir o 
armazenamento e a transferência de dados em dispositivos eletrônicos.
Um bit é a menor unidade de informação e pode ter apenas dois valores possíveis: 0 ou 1. Você pode pensar em um bit como 
uma luz que pode estar acesa ou apagada. Por exemplo, a letra A pode ser representada por 8 bits, onde cada bit pode ser 0 
ou 1. A combinação dos 8 bits representa a letra A.
Um byte, por sua vez, é composto por 8 bits. Então, um byte pode representar um único caractere, como a letra A, ou um 
pequeno pedaço de informação, como um número entre 0 e 255. Bytes são frequentemente usados para medir a capacidade 
de armazenamento em dispositivos eletrônicos, como HDs, memória RAM e pen drives.
Os múltiplos de bytes também são frequentemente usadospara medir a capacidade de armazenamento em dispositivos 
eletrônicos. Um kilobyte (KB) é igual a 1024 bytes, um megabyte (MB) é igual a 1024 KB, um gigabyte (GB) é igual a 1024 MB, 
e assim por diante. Portanto, um dispositivo de armazenamento de 1 GB pode armazenar cerca de 1000 arquivos de música 
ou cerca de 500 fotos em alta resolução.
Além disso, a velocidade de transferência de dados em uma rede ou conexão à internet também é medida em bits por segundo 
(bps) ou em múltiplos de bits por segundo, como kilobits por segundo (Kbps) ou megabits por segundo (Mbps).
Entender o conceito de bits e bytes é essencial para entender como funcionam os dispositivos eletrônicos e a transferência de 
dados entre eles.
Explicação Lúdica
Imagine que você está brincando de construir uma torre com blocos de madeira. Cada bloco é como um "bit", uma unidade 
básica. Você pode colocar o bloco na posição vertical (1) ou horizontal (0), e assim, construir diferentes padrões e formas com 
esses blocos.
T3 - M1/M2/M3 16
Agora, imagine que você tem uma caixa com vários desses blocos. Se você contar quantos blocos tem na caixa, isso seria 
como contar quantos "bits" de informação temos. Por exemplo, se a caixa tiver 8 blocos, você teria 8 bits.
Mas e se você quiser construir algo mais complexo, como uma casa? Você vai precisar de muitos mais blocos! Da mesma 
forma, para armazenar informações mais complexas em um computador, precisamos de mais "bits". Por isso, usamos "bytes", 
que são um grupo de 8 bits juntos.
Então, quando falamos de 1 byte, estamos falando de um grupo de 8 blocos de madeira. E quando falamos de 1 megabyte, 
estamos falando de um grupo de 1 milhão de blocos! É muita informação, não é mesmo?
Por fim, é importante lembrar que a informação que guardamos em bits e bytes não precisa ser apenas números. Como no 
exemplo dos blocos de madeira, podemos criar padrões para representar letras, cores, sons e muito mais. A partir daí, os 
computadores podem processar e manipular essas informações de formas cada vez mais complexas, criando jogos, 
aplicativos, animações, vídeos e muito mais.
Os computadores são construídos de forma que a unidade básica de informação seja um bit, que pode ter apenas dois valores, 0 
ou 1. É como se fosse uma luz que pode estar acesa (1) ou apagada (0). 
Os computadores são capazes de fazer tudo o que fazem porque esses bits são combinados para representar informações mais 
complexas. 
Por exemplo, um caractere como a letra "A" pode ser representado por um conjunto de bits. Em um disco rígido, a informação é 
armazenada em pequenas áreas que podem ter polaridade sul-norte (0) ou norte-sul (1). 
Isso significa que a capacidade de um disco rígido é medida em quantidade de bits, e os termos kilobyte, megabyte e gigabyte se 
referem a milhares, milhões e bilhões de bytes, respectivamente.
Por que os computadores funcionam dessa forma?
Os engenheiros que criam computadores perceberam que seria mais barato construir essas máquinas se pudessem usar uma 
unidade de dados que pudesse ter mais de dois estados possíveis, diferente do sistema binário dos bits.
O bit é tão pequeno que, sozinho, não é muito útil. Por isso, os engenheiros decidiram juntar oito bits para criar um byte, que é 
uma unidade maior e mais fácil de usar. Assim, os computadores podem armazenar e processar informações de forma mais 
eficiente.
Então, ao olhar para um byte, você, na verdade, está olhando para um conjunto de oito dígitos binários, ou seja, cada dígito só 
pode assumir os valores zero ou um, veja:
Então, quanto de informação um byte pode conter exatamente? Em outras palavras, quantos padrões e combinações diferentes 
um byte pode assumir?
🎬 Porque os computadores funcionam dessa forma?
neste vídeo vamos falar sobre por que os computadores usam bits e quanta informação é possível representar usando um 
conjunto de bits. Vamos lá!
Os bits são a unidade fundamental de armazenamento nos computadores. E o que queremos ver aqui é como combinar diferentes 
quantidades de bits - 2 bits, 3 bits, 4 bits, 5 bits - e o que isso significa em termos de quantidade de informação que podemos 
armazenar usando esses conjuntos. Vamos dar uma olhada na primeira imagem que mostra quantas combinações são possíveis.
No primeiro exemplo, com apenas um bit, temos duas combinações possíveis. Um bit pode assumir o valor zero ou o valor um. 
Isso é representado internamente no computador por um transistor que pode estar no estado energizado ou não energizado. Ou 
seja, um único bit pode representar dois estados diferentes.
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Agora, se aumentarmos para dois bits, temos o dobro de combinações em comparação com um bit. Com dois bits, temos quatro 
combinações possíveis: 00, 01, 10 e 11. Ou seja, com dois bits, podemos armazenar ou representar quatro coisas diferentes.
Se aumentarmos para três bits, percebemos que estamos duplicando novamente a quantidade de combinações em relação a dois 
bits. Agora temos oito combinações possíveis: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 e 111. A cada aumento de um bit, estamos 
dobrando a quantidade de combinações possíveis, ou seja, a quantidade de informações diferentes que podemos representar.
Esse crescimento é exponencial. Se passarmos para quatro bits, teremos 16 combinações possíveis. Se aumentarmos para cinco 
bits, teremos 32 combinações, e assim por diante. Isso dá aos computadores um poder muito interessante, como veremos mais 
adiante.
Para começar essa discussão de forma simplificada, considere apenas um, dois ou três bits e veja quantas combinações de 
valores diferentes esses bits podem assumir:
Ao usar bits para representar informações, podemos criar padrões que podem assumir apenas dois valores, 0 e 1. 
E quando adicionamos um bit extra, o número de possíveis padrões duplica. 
Por exemplo, com um bit podemos criar dois padrões diferentes (0 e 1), mas com dois bits podemos criar quatro padrões 
diferentes (00, 01, 10 e 11).
Um byte é um grupo de oito bits e, portanto, pode criar 256 combinações diferentes, porque . Esses padrões podem ser 
usados para representar números decimais e outras informações, como letras e símbolos.
Então, em resumo, um byte pode conter 256 padrões diferentes, que podem ser usados para representar números, letras, 
símbolos e outras informações em um computador.
Portanto, se um Byte é um grupo de oito bits , teremos combinações diferentes.
2 =8 256
2   =8 256
T3 - M1/M2/M3 18
Ok, eu tenho 255. Por que não 256, já que 8 bits podem representar 256 padrões diferentes?
A razão pela qual não é 256 é que começamos a contar do zero, e não do um. Então, um byte armazenará números entre 
zero e 255. Dessa forma, 255 é o máximo, mas são 256 valores distintos.
Exemplo
Uma boa forma de mostrar como um byte (0-255) é usado na prática é o sistema de representação de cores em computadores, 
em que cada um dos componentes R (Red – vermelho), G (Green – verde) e B (Blue – azul) são representados na memória do 
computador através de um byte cada. 
Ou seja, no padrão RGB, temos 256 níveis distintos de vermelho, 256 níveis distintos de verde e 256 níveis distintos de azul. 
Usando este padrão, o computador será capaz de representar 256x256x256 = 16.777.216 de cores (16.77 milhões de cores).
🎬 Como os computadores armazenam e representam dados numéricos
Neste vídeo, vamos explicar como os computadores guardam e representam dados numéricos. Isso envolve conceitos 
matemáticos, mas não se preocupe, vocês já sabem o necessário para entender. Na álgebra booleana, existem apenas dois 
valores: verdadeiro e falso. Mas como podemos representar outras informações com apenas esses dois valores? É aí que entra a 
matemática.
Em vez de usar verdadeiro e falso, podemos usar os números 1 e 0 para representar informações. Isso é extremamente útil. 
Assim como nos números decimais que estamos acostumados, que têm apenas 10 valores possíveis de 0 a 9 em um único dígito, 
podemos fazer a mesma coisa com os números binários. O número 263, porexemplo, representa duas centenas, seis dezenas e 
três unidades quando somamos tudo. Observem como cada coluna tem um multiplicador diferente, que é 10 vezes maior do que o 
da coluna à sua direita. Isso acontece porque cada coluna tem 10 dígitos possíveis para trabalharmos, de 0 a 9. Por isso, é 
chamada de notação de base 10, ou decimal.
Mas a notação binária, ou de base 2, funciona da mesma maneira, só que com apenas dois possíveis dígitos: 1 e 0. Isso significa 
que cada multiplicador tem que ser duas vezes maior do que o da coluna à sua direita. Agora temos colunas representando 
quatro, dois e um. Por exemplo, o número binário 101 representa 1, 4 e 0 em base 10, o que dá o número 5. Para representar 
números maiores em binário, precisamos de mais dígitos.
Podemos converter números binários para decimal da mesma forma. Por exemplo, o número binário 10110 é igual a 1 x 16 + 1 x 8 
+ 0 x 4 + 1 x 2 + 0 x 1, que soma 18 em decimal. Fazer matemática com números binários não é difícil. Vamos pegar como 
exemplo a adição decimal de 183 + 19. Primeiro, somamos 3 + 9, que dá 12. Então, colocamos o 2 como a soma e levamos 1 
para a coluna do 10. Agora, somamos 8 + 1 + 1, que dá 10, então a soma é 0 e levamos 1. Finalmente, somamos 1 + 1, que dá 2, 
então a soma total é 202.
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Aqui acontece a mesma soma, mas com números binários. Começamos pela coluna das unidades, onde 1 + 1 resulta em 2. Mas 
não há símbolo para 2 em binário, então usamos 10 e colocamos o zero como a soma, levando o 1. E assim por diante. No final, 
temos 11010010, que é igual a 202 em decimal. Cada um desses dígitos binários, 1 ou 0, é chamado de bit.
Nos exemplos anteriores, estávamos usando números de 8 bits, com o menor valor sendo 0 e o maior valor sendo 255, que 
requer todos os 8 bits definidos como 1. Isso resulta em 256 valores diferentes.
Os computadores usam bits para armazenar e processar informações. Um bit é a menor unidade de dados e pode ter dois 
valores, 0 ou 1. Os computadores de 8 bits, por exemplo, faziam a maioria de suas operações em blocos de 8 bits, o que permitia 
representar até 256 valores diferentes. Isso significa que jogos e gráficos de 8 bits eram limitados a 256 cores diferentes.
Os bits também são agrupados em unidades maiores chamadas de bytes. Um byte é composto por 8 bits. Por exemplo, se você 
tem 10 bytes, isso significa que você tem 80 bits. Os termos kilobyte, megabyte e gigabyte são usados para denotar diferentes 
escalas de dados. Assim como um quilograma é igual a mil gramas, um kilobyte é igual a mil bytes, ou seja, 8 mil bits. Mega 
representa um milhão de bytes (MB) e giga representa um bilhão de bytes.
Hoje em dia, os discos rígidos podem ter capacidades de armazenamento de terabytes (TB), que representam oito trilhões de uns 
e zeros. No entanto, em computação, um kilobyte é definido como 2 elevado à potência de 10 bytes, ou seja, 1024 bytes, o que é 
um pouco diferente da definição usada em outras áreas.
Você também pode ter ouvido falar dos termos "32 bits" ou "64 bits" em relação a computadores. Isso se refere à quantidade de 
bits que um computador opera em um único bloco. Por exemplo, um computador de 32 bits opera em blocos de 32 bits, o que 
permite representar números de até cerca de 4,3 bilhões. Um computador de 64 bits, por sua vez, opera em blocos de 64 bits, o 
que permite representar números muito maiores, de até cerca de 9,2 quintilhões.
Além disso, os computadores também precisam de endereços de memória para armazenar e recuperar informações. Como a 
capacidade de armazenamento dos computadores tem aumentado para gigabytes e terabytes, tem sido necessário usar 
endereços de memória de 64 bits para lidar com essa quantidade de dados.
Os computadores também precisam lidar com números decimais e números que não são inteiros, como números com casas 
decimais ou datas. Esses são chamados de números de ponto flutuante e existem vários métodos para representá-los em 
computadores. Um dos métodos mais comuns é o padrão IEEE 754, que representa números decimais usando notação científica.
Além disso, os computadores também precisam representar texto, e para isso é usado o Unicode, um formato de codificação 
universal que usa números binários para representar letras, caracteres especiais, símbolos matemáticos e até mesmo emojis. O 
Unicode usa 16 bits para representar a maioria dos caracteres, permitindo a representação de mais de 1 milhão de códigos 
diferentes.
Em resumo, tudo em um computador, desde mensagens de texto até páginas da internet, filmes e músicas, é representado por 
sequências de uns e zeros, que são processados e armazenados pelos computadores usando diferentes unidades de dados, 
como bits, bytes, kilobytes, megabytes, gigabytes e terabytes.
EXTRA
Então, como mencionado antes, um byte é composto por 8 bits. Eles são os blocos fundamentais de informação em um 
computador e podem ser representados como 0s ou 1s. Isso permite que os computadores armazenem e manipulem informações 
usando apenas dois valores, o que é conhecido como sistema binário.
Assim como nos números decimais, onde temos 10 dígitos possíveis (de 0 a 9) em cada coluna (unidades, dezenas, centenas, 
etc.), no sistema binário temos apenas 2 dígitos possíveis (0 e 1) em cada coluna. Portanto, cada coluna no sistema binário é 2 
vezes maior do que a coluna à sua direita.
Podemos converter números binários em números decimais seguindo o mesmo princípio. Por exemplo, o número binário 101 
representa 1 x 4 + 0 x 2 + 1 x 1, o que resulta em 5 em decimal. Da mesma forma, o número binário 10110 representa 1 x 16 + 0 x 
8 + 1 x 4 + 1 x 2 + 0 x 1, o que resulta em 22 em decimal.
A adição de números binários é semelhante à adição de números decimais, mas com apenas dois dígitos possíveis (0 e 1). 
Quando a soma em uma coluna é maior do que 1, colocamos o resultado como 0 e carregamos um para a coluna à esquerda, 
assim como na adição decimal quando a soma é maior do que 9.
Os termos como kilobyte, megabyte e gigabyte denotam diferentes escalas de dados. Um kilobyte (KB) é 2 elevado à potência de 
10 bytes, ou seja, 1024 bytes. Um megabyte (MB) é 2 elevado à potência de 20 bytes, ou seja, 1.048.576 bytes. E um gigabyte 
(GB) é 2 elevado à potência de 30 bytes, ou seja, 1.073.741.824 bytes.
Atualmente, os discos rígidos de computadores podem armazenar enormes quantidades de dados, chegando a ter trilhões de uns 
e zeros. No entanto, o sistema binário ainda é a base fundamental para a representação e manipulação de dados em 
computadores modernos.
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Exercicío
1. Analise as opções a seguir, que indicam quantos valores diferentes podem ser armazenados, respectivamente, em um 
conjunto de 2, 7 e 10 bits. 
Resposta: 
4 Valores Distintos, 128 valores distintos e 1024 valores distintos.
O número de combinações distintas possíveis com x bits é calculado como 2x. Então, se temos, respectivamente, 2, 7 e 10 
bits, o resultado será:
2 bits: valores distintos;
7 bits: valores distintos;
10 bits: bits distintos.
Considerações Finais
Nesse texto você aprendeu sobre o hardware, que é a parte física do computador, e como ele se tornou uma parte importante da 
nossa vida cotidiana. O desenvolvimento do hardware é uma continuação da busca humana pela inovação e tecnologia para 
melhorar nossas vidas.
As peças que formam o hardware estão sempre mudando e evoluindo, e é importante entender como elas se relacionam com o 
custo e a capacidade de expansão. A expansão do hardware traz consigo uma melhoria nas capacidades e possibilidades de uso 
dos computadores.
Em resumo, o texto nos convida a refletir sobre a constante evolução do hardware e como essa evolução pode afetar nossas 
vidas diárias.
Podcast
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Referências
CARVALHO, A.; LORENA, A. Introdução à Computação: hardware, software e dados. 1. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2017.
DALE, N.; LEWIS J. Ciência da Computação. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2011.
FEDELI, R. D.; POLLONI, E. G. F.; PERES, F. E. Introduçãoà Ciência da Computação. 2. ed. São Paulo: Cengage, 2010.
FLANAGEN, D. Javascript: o guia definitivo. 6. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013.
GLENN, J. Ciência da Computação: uma visão abrangente. 11. ed. Porto Alegre: Bookman, 2013.
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• Cluster da Unicamp faz 4,5 trilhões de operações por segundo, da revista Exame
O projeto de um supercomputador da Unicamp, chamado Cluster, está fazendo muito sucesso. Ele é capaz de realizar 4,5 trilhões 
de operações por segundo, o que é uma velocidade incrível! Isso significa que ele é capaz de processar uma enorme quantidade 
de dados em muito pouco tempo.
O Cluster é formado por vários computadores conectados entre si, trabalhando juntos para realizar cálculos complexos e tarefas 
intensivas. Essa união de computadores é chamada de cluster, daí o nome do supercomputador da Unicamp.
Ele é usado para pesquisas avançadas em diversas áreas do conhecimento, como ciência dos materiais, biologia e até mesmo 
astronomia. Com sua grande capacidade de processamento, o Cluster permite que os pesquisadores da Unicamp realizem 
cálculos complexos em um tempo muito mais curto do que seria possível com um computador comum.
O projeto do Cluster é tão interessante que tem chamado a atenção de outras universidades e empresas, que estão buscando 
inspiração nele para desenvolver suas próprias soluções de computação de alta performance. É um grande exemplo do poder da 
tecnologia e do que é possível alcançar com a colaboração e a inovação.
2   =2 4
2   =7 128
2 0  =1 1024
T3 - M1/M2/M3 21
• Explorando novas tecnologias para o estímulo do pensamento computacional em alunos do 
ensino médio.
O artigo "Explorando novas tecnologias para o estímulo do pensamento computacional em alunos do ensino médio" discute a 
importância do desenvolvimento do pensamento computacional em alunos do ensino médio e como as novas tecnologias podem 
ser utilizadas para incentivar essa habilidade.
O pensamento computacional envolve habilidades de resolução de problemas, raciocínio lógico e algoritmos, que são essenciais 
em diversas áreas, incluindo ciência, tecnologia, engenharia e matemática. O artigo destaca a importância de introduzir essas 
habilidades desde cedo na educação, para preparar os alunos para o mundo cada vez mais tecnológico e digital em que vivemos.
O estudo apresenta um projeto que utilizou jogos e aplicativos digitais para incentivar o desenvolvimento do pensamento 
computacional em alunos do ensino médio. Os resultados mostraram que os alunos tiveram uma melhora significativa em suas 
habilidades de pensamento computacional e que a utilização de tecnologias digitais pode ser uma estratégia eficaz para o ensino 
dessas habilidades.
Em resumo, o artigo destaca a importância do desenvolvimento do pensamento computacional em alunos do ensino médio e 
apresenta uma abordagem inovadora que utiliza tecnologias digitais para incentivar essa habilidade.
• Uma experiência do uso do hardware livre Arduino no ensino de programação de computadores.
O artigo "Uma experiência do uso do hardware livre Arduino no ensino de programação de computadores" descreve como o uso 
do hardware livre Arduino pode ser uma ferramenta útil para o ensino de programação de computadores.
O Arduino é um microcontrolador de código aberto que pode ser programado para realizar diversas tarefas. Ele é relativamente 
barato e fácil de usar, o que o torna uma escolha popular entre os estudantes de eletrônica e programação.
O artigo apresenta um experimento que foi realizado com alunos do ensino médio, em que eles aprenderam a programar o 
Arduino para controlar uma série de LEDs. Através do experimento, os alunos puderam desenvolver suas habilidades de 
programação, eletrônica e resolução de problemas.
Os resultados do experimento mostraram que o uso do Arduino no ensino de programação de computadores pode ser muito 
eficaz. Os alunos relataram que o Arduino os ajudou a entender melhor os conceitos de programação, eletrônica e hardware, e 
que estavam mais motivados a aprender sobre esses tópicos.
O artigo conclui que o Arduino pode ser uma ferramenta valiosa no ensino de programação de computadores, especialmente para 
alunos que estão começando a aprender sobre esses tópicos. Ele pode ajudá-los a desenvolver suas habilidades de programação 
e eletrônica, ao mesmo tempo em que os incentiva a explorar novas ideias e projetos.
• Redimensionamento da computação em processo de ensino na educação básica: o pensamento 
computacional, o universo e a cultura digital.
O artigo "Redimensionamento da computação em processo de ensino na educação básica: o pensamento computacional, o 
universo e a cultura digital" aborda a importância do ensino de computação e pensamento computacional na educação básica, 
bem como a necessidade de atualização dos métodos de ensino para se adequar ao mundo digital atual.
O pensamento computacional é uma habilidade que envolve a resolução de problemas utilizando técnicas de raciocínio lógico e 
estratégias de programação. É uma habilidade valiosa para o desenvolvimento pessoal e profissional, e sua inclusão na educação 
básica pode preparar os alunos para o futuro.
O artigo apresenta o uso de tecnologias digitais, como o Scratch, para ensinar programação de computadores de forma lúdica e 
interativa. Também é abordado o uso do universo digital e da cultura digital para contextualizar e tornar mais interessante o 
aprendizado de computação.
O texto também destaca a importância de se promover a inclusão digital na educação básica, permitindo que todos os alunos 
tenham acesso às ferramentas e habilidades necessárias para o mundo digital atual. Além disso, é abordada a necessidade de 
uma atualização constante dos métodos de ensino para se manterem relevantes em um mundo cada vez mais digital.